大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中基于導頻分配與預編碼的導頻污染減輕方法研究.pdf

1、大規(guī)模MIMO(Massive multiple-input multiple-output)，作為5G中的關鍵技術之一，近幾年吸引了業(yè)界廣泛關注。由于基站端配置了大規(guī)模天線陣列，可以同時為多用戶提供通信服務，極大提升了能量效率和系統(tǒng)容量，但系統(tǒng)上行鏈路相鄰小區(qū)用戶的導頻復用會產(chǎn)生導頻污染，造成信道估計誤差，進而影響下行鏈路預編碼的性能。因此，本文針對大規(guī)模MIMO多小區(qū)多用戶系統(tǒng)，研究導頻污染減輕的實現(xiàn)方法及對系統(tǒng)性能的提升。論文首先

2、介紹了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的研究背景、三種關鍵技術以及導頻污染問題。其次分別從導頻分配方法及預編碼方法兩個不同方面重點研究了導頻污染減輕的方法，采用有效的導頻分配方法以及低復雜度預編碼方法，減輕導頻污染影響，以提高系統(tǒng)整體性能。論文主要研究內容有:
　　(1)研究大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中產(chǎn)生導頻污染的原因，對基于TDD方式的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)，從上行鏈路及下行鏈路兩個方面分析導頻污染問題對系統(tǒng)可達速率產(chǎn)生的影響，并對導頻污染減輕方法的研

3、究現(xiàn)狀進行對比分析和總結。
　　(2)針對傳統(tǒng)按用戶分配導頻方法時導頻開銷過大問題，引入按小區(qū)分配導頻方法，提出一種基于小區(qū)的導頻分配并結合用戶分組的方法，用于減輕導頻污染的影響。上行鏈路中，不同小區(qū)使用相互正交的導頻序列，消除了小區(qū)間的干擾。小區(qū)內用戶采用相同導頻，人為引入了小區(qū)內干擾。再按照小區(qū)內導頻污染程度將其用戶分割成中間用戶組及邊沿用戶組，中間用戶組由于導頻污染較輕使用同一導頻，受導頻污染影響嚴重的邊沿用戶組重新分配正交

4、導頻。采用上行鏈路信干噪比和系統(tǒng)可達速率作為衡量所提導頻分配方法有效性指標，仿真分析了不同基站天線數(shù)和信噪比下導頻分配方法的性能。
　　(3)針對規(guī)則化迫零RZF預編碼方法的高復雜度問題，引入截斷多項式TPE預編碼算法，通過分析ZF、RZF、TPE三種預編碼方法的性能，提出一種cell-TPE的導頻污染預編碼方法，用于減輕導頻污染的影響。結合論文前面基于小區(qū)定義的導頻分配方法，當基站天線數(shù)趨于無窮時，在下行鏈路傳輸中采用合適的TP